新一代DCS系統(tǒng)在鍋爐熱控系統(tǒng)上的應(yīng)用設(shè)計(jì)論文

1、新一代dcs系統(tǒng)在鍋爐熱控系統(tǒng)上的應(yīng)用 2009年06月29日 摘 要：新一代dcs系統(tǒng)cya一5000最顯著的特點(diǎn)就是穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高。其在鍋爐熱控系統(tǒng)上的應(yīng)用滿足了熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能降耗、減少污染排放的目標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒、自動(dòng)調(diào)節(jié)，為環(huán)保節(jié)能、實(shí)施藍(lán)天工程提供了最有效的途徑。關(guān)鍵字：dcs系統(tǒng)；穩(wěn)定可靠；環(huán)保節(jié)能the new generation of dcs system hotly controls on the system in the boiler applicationzhang yong geng一-fang guhui zhang jieabstract：new gen

2、eration of dcs the system cya一5000 most remarkable characteristic is stable reliable，the automaticity is high，it hotly controlled on the system in the boiler the application to satisfy the thermoelectricitypayment proportional to production energy conservation to fall consumes the goal which，the red

3、uced pollutiondischarged，might realize economical burning，the automatic control，for the environmental protection energy conservation，the implementation blue sky project has provided the most efective waykeywords：the dcs system stable is reliable environmental protection energy conservation1 引言節(jié)能降耗、減

4、少污染排放是熱電聯(lián)產(chǎn)的目標(biāo)，循環(huán)流化床鍋爐適應(yīng)這一要求，從而得到了普遍的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。但是針對(duì)不同地區(qū)、不同季節(jié)甚至同一天的不同時(shí)間段所需熱負(fù)荷的不同，鏈條鍋爐有其獨(dú)到之處。為了及時(shí)跟上氣候變化和時(shí)間變化對(duì)熱負(fù)荷的不同要求，選擇一個(gè)穩(wěn)定可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)成為必然要求。新一代dcs系統(tǒng)cya一5000成功應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐后，在鏈條鍋爐上也得以應(yīng)用和發(fā)展。2 概述cya一5000系統(tǒng)最顯著特點(diǎn)就是穩(wěn)定、可靠及其開(kāi)放性和靈活性。為實(shí)現(xiàn)管控一體化，系統(tǒng)由一個(gè)工程師站、一個(gè)操作員站、兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站組成，工程師站用于集中管理監(jiān)測(cè)l#、2#鍋爐運(yùn)行工況。操作員站用于完成監(jiān)視處理系統(tǒng)1#，2#鍋爐的熱

5、工參數(shù)，過(guò)程控制站用于數(shù)據(jù)采集和控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：國(guó)內(nèi)燃煤鏈條鍋爐在燃燒方面與國(guó)外的主要差距在于：使用煤種不穩(wěn)定；燃燒前對(duì)煤缺乏必要的預(yù)處理；氧量分析儀失效及爐子漏風(fēng)。這些因素導(dǎo)致了采用傳統(tǒng)的含氧定值控制方式無(wú)法解決經(jīng)濟(jì)燃燒的問(wèn)題。cya一5000控制系統(tǒng)以傳統(tǒng)的pid控制，模糊控制等經(jīng)典的控制理論為依據(jù)，運(yùn)用鍋爐的數(shù)學(xué)模型，從實(shí)際出發(fā)推出全新的控制方式：以熱效率最高為目標(biāo)，對(duì)風(fēng)煤比（或含氧量）進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)，成功解決了上述問(wèn)題。cya一5000不是簡(jiǎn)單的對(duì)傳統(tǒng)盤(pán)裝儀表顯示的替代，而是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程及運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、控制、顯示、報(bào)警、記錄、班報(bào)和存檔，是新一代dcs（分布式控制系統(tǒng)）系

6、統(tǒng)的濃縮，代表著國(guó)內(nèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的最高水平。 3 cya一5000控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介1）cya一5000的硬件和軟件的品質(zhì)均屬國(guó)際一流，其超級(jí)控制器基于windows ce，io以美國(guó)ge fanuc公司的產(chǎn)品為核心，軟件是航天益來(lái)公司與美國(guó)intellution公司聯(lián)手推出的cfyx。2）具有極好的開(kāi)放性，支持profibus、worldfip、lon-works、interbuss、canopen、sds、devicenet、modbus、geniusbus、snp等十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，還可以將幾百種著名dcs及plc（如abb、honeywel、modicon、siemens、ab等）融為一體。3

7、）采用plc技術(shù)，cpu內(nèi)置浮點(diǎn)運(yùn)算和pid算法，響應(yīng)速度快，配以鍋爐控制系統(tǒng)的核心算法和程序。即使操作員站發(fā)生故障，也不會(huì)影響鍋爐自動(dòng)的投入。4）系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，每一個(gè)過(guò)程控制站都能獨(dú)立完成對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)。過(guò)程控制站、操作員站、工程師站采用最新、通用以太網(wǎng)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸快，每個(gè)操作員站都可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析、統(tǒng)計(jì)和處理、集中管理被控對(duì)象。5）系統(tǒng)采用windows nt 操作平臺(tái)，支持國(guó)際通用編程標(biāo)準(zhǔn)、組態(tài)靈活，具有很好的開(kāi)放性和很強(qiáng)的可擴(kuò)充能力。6）支持各種數(shù)據(jù)庫(kù)連接，與企業(yè)信息系統(tǒng)融為一體。支持internet功能，使您在世界各地可以瀏覽您的企業(yè)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。4 軟件的功能1）工

8、藝流程的顯示，在每個(gè)工藝流程中都可以靈活的進(jìn)入其他的流程界面和各功能界面。2）操作面板功能，操作員通過(guò)點(diǎn)擊流程圖上的特定對(duì)象來(lái)打開(kāi)一個(gè)顯示窗口，取代常規(guī)的操作面板。標(biāo)準(zhǔn)顯示窗口顯示與特定對(duì)象相關(guān)的標(biāo)志號(hào)、中文名稱和狀態(tài)。顯示的設(shè)備狀態(tài)信息包括：閥門(mén)開(kāi)、閥門(mén)正在開(kāi)、閥門(mén)開(kāi)故障、閥門(mén)關(guān)、閥門(mén)正在關(guān)、閥門(mén)關(guān)故障，電機(jī)運(yùn)行、電機(jī)停止、電機(jī)啟故障、電機(jī)停故障，超時(shí)失敗，設(shè)備組運(yùn)行、設(shè)備組停止，手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、跟蹤模式、高低報(bào)警、聯(lián)鎖投入解除、故障復(fù)位等。操作員對(duì)設(shè)備的操作包括：開(kāi)閥、關(guān)閥、電機(jī)啟動(dòng)、電機(jī)停止、故障復(fù)位、切入手動(dòng)、切入自動(dòng)、啟動(dòng)跟蹤、取消跟蹤、復(fù)位故障、操作命令。3）參數(shù)顯示，把所有的

9、過(guò)程變量都做到一起，以供操作員集中監(jiān)視，跟蹤工藝流程。4）趨勢(shì)顯示，趨勢(shì)圖（曲線）用于顯示參數(shù)的變化趨向。水平坐標(biāo)軸為時(shí)間，時(shí)間軸范圍可選；變量曲線采用公共的相對(duì)坐標(biāo)，并顯示變量絕對(duì)值數(shù)值。包括實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)。實(shí)時(shí)趨勢(shì)是在實(shí)時(shí)跟蹤工藝過(guò)程的顯示。歷史趨勢(shì)可以保存整個(gè)工藝設(shè)備的運(yùn)行情況，為尋找最佳運(yùn)行狀況和故障分析提供依據(jù)。5）報(bào)警，實(shí)時(shí)監(jiān)視運(yùn)行是否正常，一旦過(guò)程變量超出報(bào)警限，立刻給以聲光報(bào)警，并包含下列信息：當(dāng)前過(guò)程變量報(bào)警、未確認(rèn)報(bào)警顯示、報(bào)警確認(rèn)顯示、報(bào)警消除顯示。5 控制方式主機(jī)和輔機(jī)均采用就地集中控制方式。鍋爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該具有安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性，在安全保證的基礎(chǔ)上，提高

10、鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性即燃燒效率，直接關(guān)系到電廠的經(jīng)濟(jì)效益。51 自動(dòng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目自動(dòng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目：燃料調(diào)節(jié)、蒸汽壓力調(diào)節(jié)、送風(fēng)調(diào)節(jié)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)、汽包水位調(diào)節(jié)、除氧器水位調(diào)節(jié)和壓力調(diào)節(jié)等。1）水位三沖量控制回路汽包水位控制回路采用串級(jí)三沖量控制。以汽包水位為主調(diào)節(jié)信號(hào)，蒸汽流量為前饋，給水流量為串級(jí)，采用智能pid控制（如圖2所示）?？稍O(shè)定信號(hào)的濾波系數(shù)、控制周期、不控限、正負(fù)限幅、死區(qū)。穩(wěn)態(tài)控制精度可達(dá)+10mm。 2）燃燒調(diào)節(jié)包括燃料調(diào)節(jié)、蒸汽壓力調(diào)節(jié)、送風(fēng)調(diào)節(jié)、爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)。負(fù)壓調(diào)節(jié)采用單回路，控制引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到控制目的；以蒸汽壓力作為被控參數(shù)來(lái)控制給煤，pid的運(yùn)算結(jié)果給到以含氧量為被控參數(shù)控制

11、送風(fēng)的回路中，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化燃燒控制（如圖形所示）。新一代dcs系統(tǒng)在鍋爐熱控系統(tǒng)上的應(yīng)用 2009年06月29日 3）除氧水位壓力調(diào)節(jié)分別采用單回路控制，保證最佳除氧效果，實(shí)現(xiàn)輔機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。52 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是否能很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，控制策略是最重要的，但外圍設(shè)備的好壞直接影響到功能的執(zhí)行。就好比一個(gè)人頭腦發(fā)達(dá)，四肢簡(jiǎn)單，那他也不算完整的人。我們?cè)谒惋L(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)上采用變頻控制，從而實(shí)現(xiàn)最佳的控制效果。6 應(yīng)用效果新一代dcs系統(tǒng)cya一5000已成功應(yīng)用于濟(jì)南市熱力工程公司西八熱源廠，自控回路的使用以及過(guò)程控制站的穩(wěn)定良好的性能，變頻調(diào)速系統(tǒng)的使用，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的科技含量，推動(dòng)了企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高了員工的業(yè)務(wù)能力；為西八熱源廠節(jié)省了大量的水耗、電耗、煤耗；減少了運(yùn)行人員的數(shù)量，減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；減少了有害氣體及灰渣的排放量，減輕了對(duì)周圍環(huán)境的污染；提高了熱效率，節(jié)約了能源，降低了成本，保證了供熱質(zhì)量，為創(chuàng)